電與磁知識點

初中物理電磁學知識點總結目 錄第一節(jié) 磁現(xiàn)象 磁場電與磁第二節(jié) 電生磁第三節(jié) 電磁鐵 電磁繼電器第四節(jié) 電動機第五節(jié) 磁生電一、磁現(xiàn)象 1磁性：物體能吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質叫做磁性（吸鐵性）。2磁體：（1）定義：具有磁性的物體叫做磁體。磁體具有吸鐵性和指向性。（2）分類：a.按形狀分：條形磁體、蹄形磁體、針形磁體、圓形磁體等。b.按來源分：天然磁體、人造磁體。c.按磁性保持時間：硬磁體、軟磁體。（3）磁體的指向性：可以在水平面內(nèi)自由轉動的條形磁體或磁針，靜止后總是一個磁極指南（叫南極，用S表示），另一個磁極指北（叫北極，用N表示）。指南針就是根據(jù)磁體的指向性工作的3磁極：（1）定義：磁體上磁性最強的部分叫磁極。（磁體兩端最強中間最弱）（2）種類：水平面自由轉動的條形磁體靜止后，總是一端指南，一端指北，指南的磁極叫南極（S），指北的磁極叫北極（N）。任何磁體都有且只有兩個磁極,一個是北極(N極);另一個是南極(S極)說明：任何形狀的磁體，不論大小都有兩個磁極；一個永磁體分成多部分后，每一部分仍存在兩個磁極。（3）磁極間的相互作用規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。4磁化（1）定義：一些沒有磁性的物體在磁體（或電流）的作用下獲得磁性的現(xiàn)象叫磁化。（使原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程叫磁化。）說明：磁鐵之所以吸引鐵釘是因為鐵釘被磁化后，鐵釘與磁鐵的接觸部分間形成異名磁極，異名磁極相互吸引的結果。(2)軟磁體和硬磁體： 鐵棒被磁化后，磁性很容易消失，這種磁體稱為軟磁體。 鋼棒被磁化后，磁性能夠長期保持，稱為硬磁體或永磁體。（a）軟磁性材料：被磁化后，磁性很容易消失。如：軟鐵。（b）硬磁性材料：被磁化后，磁性能夠保持。如：鋼。（可做永磁體）（c）磁化的方法：在磁體作用下（如接觸、摩擦、接近）或在電流的作用下 制造永磁體用鋼，制電磁鐵的鐵芯用軟鐵。5，物體是否具有磁性的判斷方法：（1）根據(jù)磁體的吸鐵性判斷：將被測物體靠近鐵類物質（如鐵屑），若能吸引鐵類物質，說明該物體具有磁性，否則沒有磁性。（2）根據(jù)磁體的指向性判斷：在水平面內(nèi)自由轉動的被測物，靜止時若總是指南北方向，說明該物體具有磁性，否則便沒有磁性。（3）根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律判斷：將被測物體分別靠近靜止的小磁針的兩極，若發(fā)現(xiàn)有一端發(fā)生排斥現(xiàn)象，則說明該物體具有磁性。若與小磁針的兩極都表現(xiàn)為相互吸引，則該物體沒有磁性。（4）根據(jù)磁極的磁性最強判斷：A、B兩個外形相同的鋼棒，已知其中一個具有磁性，另一個沒有磁性，具體的區(qū)分方法是：將A的一端從B的左端向右滑動，若發(fā)現(xiàn)吸引力的大小不變，則說明A有磁性；若吸引力由大變小再變大，則說明B有磁性。注意：磁性材料在生活中得到廣泛應用，音像磁帶、計算機軟盤上的磁性材料就具有硬磁性。磁懸浮列車底部裝有用超導體線圈饒制的電磁體，利用磁體之間的相互作用，使列車懸浮在軌道的上方以提高運行速度，這種相互作用是指：同名磁極的相互排斥作用。放在條形磁鐵南極附近的一根鐵棒被磁化后，靠近磁鐵南極的一端是磁北極。二、磁場 1.磁場：磁體周圍存在著的一種看不見、摸不著的特殊物質，叫磁場。 注：磁場看不見、摸不著，但卻是真實存在的。我們可以根據(jù)它對放入其中的小磁針產(chǎn)生力的作用，使放入其中的小磁針偏轉來認識它。這里使用的是轉換法。轉換法 物理學中對于一些看不見摸不著的現(xiàn)象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認識或用易測量的物理量間接測量，這種研究問題的方法叫轉換法。所謂“轉換法”，主要是指在保證效果相同的前提下，將不可見、不易見的現(xiàn)象轉換成可見、易見的現(xiàn)象；將陌生、復雜的問題轉換成熟悉、簡單的問題；將難以測量或測準的物理量轉換為能夠測量或測準的物理量的方法。初中物理在研究概念規(guī)律和實驗中多處應用了這種方法。轉換法例子：探究電磁鐵磁性強弱的因素（用電磁鐵吸引大頭針的個數(shù)來判斷其磁性強弱。）探究聲音產(chǎn)生的條件（通過敲動音叉所引起的乒乓球的彈開說明一切發(fā)聲體都在振動）探究影響導體產(chǎn)生電熱多少的因素（通過玻璃管中液面的變化來反映知道電流產(chǎn)生的熱量的多少）2，磁場的基本性質：磁場對放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用。磁體間的相互作用就是通過磁場而發(fā)生的3，磁場的方向: 磁場具有方向性，在磁場中的某一點，小磁針靜止時北極所指的方向（小磁針北極所受磁力的方向）規(guī)定為該點磁場的方向。4.磁感應線： (1)定義：在磁場中畫一些有方向的曲線，任何一點的曲線方向都跟放在該點的小磁針北極所指的方向一致，這樣的曲線叫做磁感應線，簡稱磁感線。 (2)方向：磁感線是閉合曲線，在磁體外部是由N極到S極，在磁體內(nèi)部則是由S極到N極。（簡記：北出南入，N出S入）。（3）作用：為了描述磁場而引入的假想曲線說明：A、磁感線是為了直觀、形象地描述磁場而引入的（假想的）帶方向的曲線，不是客觀存在的，但磁場客觀存在。用磁感線描述磁場的方法叫建立理想模型法，簡稱“建模法”（光線）B、磁感線是封閉的曲線。C、磁感線立體的分布在磁體周圍，而不是平面的。D、磁感線的疏密程度表示磁場的強弱。E、任意兩條磁感線都不會相交。5，典型的磁感線： 6.地磁場：(1)定義：在地球周圍的空間里存在的磁場，叫地磁場。磁針指南北是因為受到地磁場的作用。(2) 地磁場的形狀跟條形磁體的磁場很相似(3)磁極：地磁場的北極在地理的南極附近，地磁場的南極在地理的北極附近。（4）地磁場的磁感線從地磁北極出發(fā)回到地磁南極（5）磁偏角：地磁南北極與地理的南北極存在一個偏角，叫磁偏角。小磁針靜止時磁針兩極是沿描述地磁場的磁感線指向地磁極，而不是指向地理南、北極，這樣磁針指向與正南北方向稍有偏差,它們的交角稱磁偏角。我國宋代的學者沈括是世界上第一個記錄這一現(xiàn)象的學者。三、電生磁1、電流的磁效應：通電導體周圍有磁場，磁場方向跟電流的方向有關，這種現(xiàn)象叫電流的磁效應2，首先發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象（電流的磁效應）的是丹麥的物理學家奧斯特。所以這個實驗又叫奧斯特實驗。3，奧斯特實驗：如下圖所示，將一根導線平行地拉在靜止的小磁針的上方（乙圖），觀察導線通電時（甲圖）小磁針是否偏轉，改變電流方向（丙圖），再觀察一次。對比甲圖、乙圖，可以說明通電導線的周圍有磁場；對比甲圖、丙圖，可以說明磁場的方向跟電流的方向有關4，奧斯特實驗證明:通電導線周圍存在磁場.,磁場方向跟電流方向有關5，通電螺線管的磁場：通電螺線管外部的磁場和條形磁鐵的磁場一樣，通電螺線管的兩端相當于條形磁鐵的兩個極，極性與電流方向有關，可用安培定則進行判定。（螺線管的極性只與電流方向有關，與線圈繞法無關）內(nèi)部的磁感線是一些與螺線管的軸線平行的直線，方向是從南極指向北極，和外部的磁感線形成封閉的曲線。6，安培定則：用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管中電流方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的北極（N極）。又叫右手螺旋定則易記易用：入線見，手正握；入線不見，手反握。大拇指指的一端是北極(N極)。7，安培定則的應用：判斷通電螺線管的磁極、根據(jù)磁極判斷電流方向、根據(jù)磁極和電流方向判斷線圈繞法。8，典型圖四、電磁鐵 1.定義：內(nèi)部插入鐵芯的通電螺線管。2.構造電磁鐵是由線圈和鐵芯兩部分組成的。3.工作原理：電流的磁效應，通電螺線管插入鐵芯后磁場大大增強。4，影響電磁鐵磁性強弱的因素:電流的大小,鐵芯的有無,線圈的匝數(shù)5，特點電磁鐵通電時有磁性，斷電時磁性消失；通過電磁鐵的電流越大，電磁鐵的磁性越強；當電流一定時，電磁鐵線圈的匝數(shù)越多，磁性越強。即，電磁鐵磁性的有無，可由通斷電來控制。電磁鐵磁性的強弱，可由電流大小和線圈匝數(shù)來控制。電磁鐵的極性位置，可由電流方向來控制。6，電磁鐵的應用：電磁起重機、電動機、發(fā)電機、電磁繼電器、電鈴、電話、磁懸浮列車（懸浮原理：同名磁極相互排斥）。五、電磁繼電器 揚聲器 1電磁繼電器：（1）結構：電磁繼電器的主要部件是電磁鐵、銜鐵、彈簧和觸點。 低壓控制電路由電磁鐵、低壓電源和開關組成，高壓工作電路由用電器、高壓電源和電磁繼電器的觸點組成。（2）原理：低電壓、弱電流電路控制高電壓、強電流電路（3）實質：由電磁鐵來控制工作電路的一種開關。（4）作用：用低電壓弱電流控制高電壓強電流，進行遠距離操作和自動控制。2.揚聲器：揚聲器中的線圈通電時就會產(chǎn)生磁場，在與磁鐵的磁場相互作用下，線圈就會振動，振動就會發(fā)出聲音。當交流音頻電流通過揚聲器的線圈(音圈)時，音圈中就產(chǎn)生了相應的磁場。這個磁場與揚聲器上自帶的永磁體產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生相互作用力，使音圈在揚聲器的自帶永磁體的磁場中隨著音頻電流振動起來。而揚聲器的振膜和音圈是連在一起的，所以振膜也振動起來。振動就產(chǎn)生了與原音頻信號波形相同的聲音。六、電動機1、磁場對通電導線的作用：實驗表明：（1）通電導線在磁場中要受到力的作用；（2）力的方向跟電流的方向、磁感線的方向有關；（3）當電流的方向和磁感線的方向中任意一個改變，導 線受力的方向發(fā)生改變；兩個同時改變，導線受力的方向不發(fā)生改變。2磁場對通電線圈的作用：通電線圈在磁場中，當線圈平面與磁感應線不垂直時，磁場力會使線圈轉動；當線圈平面與磁感應線垂直時，也會受到磁場力的作用，但不會轉動，這一位置叫做平衡位置。3直流電動機：用直流電源供電的電動機。（1）原理：電動機是根據(jù)通電線圈在磁場中轉動的基本原理制成的。（2）能量轉化：電能轉化為機械能。（3）構造：直流電動機模型主要由磁鐵（定子）、線圈（轉子）、換向器和電刷四部分組成，其中，最簡單的換向器是兩個彼此絕緣的金屬半環(huán)，它的作用是當通電線圈由于慣性剛轉過平衡位置時，立刻改變線圈中的電流方向，以保持線圈的持續(xù)轉動。 （4）優(yōu)點：電動機構造簡單，控制方便(轉速可由電流大小來控制，轉動方向可由電流方向和磁極的位置來控制)，體積小，效率高，功率可大可小，不像內(nèi)燃機那樣污染環(huán)境，廣泛地用于社會生活中。4、生活中的電動機：（1）使用直流電工作的叫直流電動機。 例：錄音機、玩具、電動車等用的電動機。（2）使用交流電工作的叫交流電動機。 例：風扇、洗衣機等用的電動機。七、磁生電1、電磁感應現(xiàn)象：英國的物理學家法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，即閉合電路的一部分導體在磁場里做切割磁感應線的運動時，導體中就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應。2，電磁感應現(xiàn)象實驗：實驗表明：（1）閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動 時，就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應現(xiàn)象。 產(chǎn)生的電流叫做感應電流。（2）感應電流的方向與導體運動的方向、磁感線的方向有關。3感應電流：電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生的電流叫做感應電流。(1)感應電流的方向跟磁場方向和導體切割磁感線運動的方向有關。(2)感應電流的產(chǎn)生條件：a.電路必須是閉合電路；b. 必須有一部分導體做切割磁感線運動。4，發(fā)電機(1)原理:發(fā)電機是根據(jù)電磁感應現(xiàn)象制成的。（2）能量轉化：機械能轉化為電能。(3)構造:交流發(fā)電機主要由磁鐵（定子）、線圈（轉子）、銅環(huán)和電刷。（4）線圈轉動一圈，電流方向改變2次。（一個來回）。 5， 直流電與交流電：（1）方向不變的電流叫做直流電大小和方向作周期性改變的電流叫做交流電。（2）交流電的周期：電流發(fā)生一個周期性變化所用的時間，其單位就是時間的單位秒（s）。（3）交流電的頻率：電流每秒發(fā)生周期性變化的次數(shù)，用f表示。其單位是赫茲，符號是Hz。頻率和周期的數(shù)值互為倒數(shù)。我國的交流電頻率 f=50Hz（4）小型發(fā)動機采用磁極不動，線圈轉動的方法（稱為旋轉電樞式）。大型發(fā)電機采用線圈不動，磁極轉動的方法（稱為旋轉磁極式）。（5）發(fā)電機發(fā)電的過程是其他形式的能轉化為電能的過程。 電動機與發(fā)電機電動機發(fā)電機原理通電導線在磁場中要受到力的作用電磁感應現(xiàn)象結構轉子：線圈和換向器定子：磁體和電刷轉子：線圈和銅環(huán)（實際生產(chǎn)中常采用）定子：磁體和電刷（線圈不動、磁極旋轉）能量電能機械能機械能電能作用用電器電源區(qū)別有換向器無換向器其他換向器的作用：改變線圈中電流的方向。線圈在磁場中轉動一轉，感應電流的方向改變兩次。（照明電的頻率50Hz表示線圈轉50轉/秒，電流方向改變100次/秒）幾個重要實驗一， 奧斯特實驗1，裝置：2，實驗過程：（1）把一條直導線放在磁針上方，并與之平行。當導線中通過電流時，磁針就發(fā)生偏轉，導線中沒有電流通過時，磁針又回到原來的位置。說明：通電導線的周圍有磁場（電流產(chǎn)生了磁場）。（2）改變電流的方向，磁針偏轉的方向隨之改變，說明：電流的磁場方向與導體中電流的方向有關。二、 研究磁場對電流的作用如圖9所示的那樣，把導體AB放到蹄形磁體兩極之間，然后給AB通電，這時我們就會看到導體AB運動起來。這個實驗說明磁場對通電導體或說對電流有力的作用。導體的運動方向也就是磁場力的作用方向。用控制變量法研究磁場對電流作用力的方向與什么有關。先改變電流方向（圖10甲），導體的運動方向隨之改變；再將兩磁極位置對調改變磁場方向（圖10乙），導體的運動方向也隨之改變。因此得出結論：磁場對電流作用力的方向跟電流方向和磁場方向有關系。三、 研究感應電流裝置：如圖所示，在馬蹄形磁鐵的兩個磁極之間懸掛一根導體ab，再把導體兩端跟電流表連接起來。步驟：（1）保持導體不動，閉合上開關，電流表的指針并不偏轉。（2）閉合開關，讓導體ab在磁極間上下運動，電流表指針仍不偏轉，表示電路中仍然